岩溶桩基施工工艺

岩溶桩基施工工艺第一章工程地质再确认与风险分级1.1补充钻探岩溶区初勘孔距一般大于30m，成桩前按“一桩一孔+一桩一洞”原则补钻，孔径≮110mm，取心率≥85%。遇洞即停，记录洞顶、洞底标高，量测洞高、充填物厚度，拍摄孔内电视并保存MP4。1.2示踪试验对揭露的溶洞，采用NaCl示踪，电导率仪监测下游钻孔电导率突变，判定地下水流速、流向，流速>10m/d定为Ⅲ级风险，需注浆帷幕封闭。1.3风险分级表Ⅰ级：洞高<0.5m，全充填，无水流；Ⅱ级：洞高0.5–2m，半充填，微水流；Ⅲ级：洞高>2m，无充填或水流活跃。分级结果由项目经理、地勘、设计、监理四方签字，作为后续工艺选择唯一依据。第二章溶洞预处理——“封闭+加固”双保险2.1袖阀管注浆2.1.1布孔：在桩外轮廓线外扩1.5m，梅花形布孔，孔距1.2m，孔径≮75mm。2.1.2分段：自下而上每1.0m为一注浆段，设止浆塞。2.1.3浆液：P.O42.5水泥+3%微膨胀剂，水灰比0.6∶1，注浆压力0.3–0.8MPa，稳压10min吸浆量<5L/min可停。2.1.4检测：注浆结束7d后取芯，芯样抗压强度≥2MPa为合格，否则补注。2.2投石+注砂联合对无充填空洞，先投入粒径20–40mm碎石至洞底以上0.5m，再泵送中砂，砂率40%，最后袖阀管注浆，形成“石+砂+浆”结石体，结石体无侧限抗压强度≥4MPa。2.3预处理验收采用跨孔CT，弹性波速提高≥30%且波速离散系数<15%，方可进入成孔工序；否则继续补注，费用自理。第三章钢护筒跟进成孔——“三级护壁”防塌3.1护筒设计外径=桩径+200mm，壁厚16mm，材质Q355B，每节长2m，采用双“O”型密封圈加M24高强螺栓连接，接缝处满焊，焊缝超声波检测Ⅱ级合格。3.2钻进参数3.2.1钻机：选用TS60型全液压动力头，扭矩≥180kN·m，提升力≥600kN。3.2.2钻头：采用φ1.2m滚刀钻头，中心设φ200mm取芯筒，先行套取岩芯，再分级扩孔。3.2.3泥浆：钠基膨润土+0.3%CMC，比重1.08–1.12，漏斗黏度22–26s，含砂率<2%，pH8–9。3.3跟进顺序第一级：护筒埋深至洞顶以上1m；第二级：揭露溶洞后，立即停钻，吊放第二级护筒穿过溶洞至洞底以下1m；第三级：若洞底为软弱土层，继续下沉第三级护筒至稳定基岩面。3.4垂直度控制每节护筒焊接导向条，长300mm，厚20mm，对称布置4条；采用两台徕卡TS16全站仪90°夹角同步测量，垂直度偏差≤1/200，超差立即回拔纠偏。第四章清孔与沉渣厚度“双零”控制4.1气举反循环风管插入深度=孔深–(15–20m)，风量≥20m³/min，排渣管径≮150mm，循环时间≥2h，直至出口含砂率<0.5%。4.2沉渣盒检测下放自制“抽屉式”沉渣盒，盒高0.5m，面积0.3m²，静置30min后提出，目测无>2mm颗粒，称重≤50g，视为“零沉渣”。4.3二次清孔钢筋笼安装后，采用泵吸反循环二次清孔，15min内沉渣厚度仍≤50mm，方可隐蔽验收，否则每超10mm扣罚2000元。第五章钢筋笼制作与防浮定位5.1主筋连接采用机械连接，剥肋滚轧直螺纹，套筒材质45钢，丝头长≥1.1×钢筋直径，拧紧扭矩值按GB/T1633执行，现场每500个接头抽检一次，合格率100%。5.2加劲箍每2m设一道φ20HRB400加劲箍，与主筋双面焊，焊缝长≥10d。5.3防浮措施笼顶对称焊两根φ48×3mm钢管“耳朵”，穿过护筒壁预留孔，用10t卸扣锁定；混凝土灌注至笼底以上4m方可拆除，防止“上浮”。第六章水下混凝土灌注——“三测两图”法6.1混凝土指标强度等级C35，坍落度180–220mm，扩展度450–550mm，初凝时间≥12h，掺2%缓凝型减水剂，28d氯离子扩散系数<800C。6.2导管法灌注6.2.1导管：φ300mm无缝钢管，壁厚6mm，每节长2m，丝扣连接，密封圈为三元乙丙，使用前0.6MPa水压试压，5min无渗漏。6.2.2埋深：首灌埋深≥1.2m，过程中保持2–6m，每灌0.5m³测一次，记录“深度–方量”曲线。6.3三测①测坍落度（每车必测）；②测导管埋深（每罐测）；③测混凝土面标高（采用∅50mm重锤+钢尺，每15min一次）。6.4两图实时绘制“时间–埋深图”与“时间–方量图”，两图交叉验证，发现异常（埋深>6m或<2m）立即停灌，提管或拆管处理。6.5超灌控制按设计桩顶标高超灌0.8m，采用“刻痕法”在护筒外壁做标记，混凝土初凝前用泵抽吸回收，减少后续凿除量。第七章桩端后注浆——“三序注浆”提升承载力7.1注浆管预埋对称布置3根φ25mm黑铁管，壁厚3mm，底端设单向阀，阀开启压力0.3MPa，与钢筋笼同步下放。7.2注浆时机桩身混凝土强度达到设计强度70%（约7d）且≤14d内完成，防止桩侧泥皮硬化。7.3浆液配比水泥∶水∶减水剂=1∶0.5∶0.01，掺2%微膨胀剂，注浆压力1.5–3.0MPa，稳压15min。7.4三序第一序：单管注浆，注浆量≥1.5t；第二序：双管并联，补浆至压力>2.5MPa；第三序：三管同时，总量≥3t或压力>3MPa且吸浆量<5L/min结束。7.5检测注浆结束15d后，选取10%桩做静载试验，要求极限承载力≥设计值1.6倍，否则补注或补桩，费用由施工方承担。第八章质量检验与缺陷整治8.1低应变检测采用RSMPDT（B）型，传感器用石膏耦合，采样间隔10μs，缺陷反射幅值<10%为Ⅰ类桩；10–30%为Ⅱ类，需钻芯验证；>30%为Ⅲ类，直接废桩补桩。8.2钻芯法每根Ⅱ类桩钻2孔，取芯率≥90%，芯样抗压强度≥设计值，否则加喷C30细石混凝土补强，补强后再次钻芯验证。8.3超声波透射预埋3根φ50mm钢管，管距1.2m，采用ZBLU5200型，声速异常临界值取μ–2σ，声幅衰减>10dB即判定缺陷，缺陷范围>20%截面，采用钻孔注浆封闭。第九章安全与环保制度9.1高压注浆安全注浆站设超压报警器，压力>3.5MPa自动停泵；操作手、记录员、安全员“三人连锁”，缺一人不得开泵。9.2泥浆零排放现场设三级沉淀池，总容积≥2倍日排浆量，沉淀后上清液回用，钻渣含水率<40%方可外运，运渣车封盖，GPS轨迹接入城管局平台。9.3应急预案9.3.1塌孔：立即停钻，回填黏土+水泥（3∶1）至塌孔段以上2m，静置12h后重新扫孔。9.3.2埋钻：启动备用600kN千斤顶，配合高压冲孔，30min内提钻失败，立即切断钻杆，弃钻回填，移位0.8m补桩。9.3.3有毒气体：孔口设φ500mm轴流风机，风量≥5000m³/h，配备四合一气体检测仪，H₂S>10ppm或CH₄>1%立即撤人、断电、喷泡沫灭火。第十章成本与工期精细化管控10.1材料损耗红线水泥损耗率<1%，钢筋<0.8%，混凝土<1.5%，每超0.1%扣减对应材料费5%。10.2工期节点补勘3d→预处理7d→成孔5d→清孔0.5d→灌注0.5d→后注浆7d→检测7d，总工期30d/根，关键路径为“预处理+成孔”，采用两班倒，设备完好率>90%，工期每提前1d奖励5000元，滞后1d罚款10000元。10.3数字化台账采用“岩溶桩基APP”，每道工序拍照+GPS定位+时间戳，数据实时上传公司云盘，项目经理每日9:00前完成审核，逾期一次扣绩效200元。第十一章案例复盘——贵阳轨道交通S2线某标段11.1项目概况2022年3–8月，中铁X局承建，岩溶强烈发育，设计桩基216根，桩径1.2m，桩长25–42m，单桩承载力特征值4500kN。11.2问题记录ZK87号孔揭露3层溶洞，洞高累计12.4m，预处理注浆水泥用量达78t，超设计42%，导致成本增加9.6万元。11.3优化措施后续采用“洞高>8m区域先投石+注砂再注浆”组合，水泥用量降低28%，平均单桩节约3.2万元，工期缩短1.8d。11.4结果经静载、钻芯、超声波三重检测，Ⅰ类桩比例97.2%，无Ⅲ类桩；项目获评“贵州省绿色示范工地”，获得奖金50万元。第十二章面向初学者的操作速查表12.1目的让零经验技术员在30min内完成一根岩溶桩基从开孔到灌注的关键动作，不返工。12.2前置条件①补勘孔已出“一桩一表”；②溶洞预处理验收单四方签字；③护筒、导管、注浆管材料报验合格；④C35混凝土配合比已审批；⑤安全交底签字完成。12.3步骤步骤1：把TS60钻机对中，误差<2cm，埋设第一级护筒，深度至洞顶1m。步骤2：开钻，遇洞立即停钻，记录洞顶标高，电话通知值班监理。步骤3：吊放第二级护筒，用600kN千斤顶压至洞底1m，全站仪复测垂直度。步骤4：换φ1.2m滚刀钻头，继续钻至设计孔底，每进尺1m取样袋保存。步骤5：气举反循环清孔2h，沉渣盒检测合格（≤50g）。步骤6：下放钢筋笼，锁“耳朵”防浮，导管试压0.6MPa。步骤7：首灌混凝土，埋深≥1.2m，连续灌注，埋深始终2–6m。步骤8：混凝土超灌0.8m